不同粒度的镍基高温合金粉末及其对P/M成形件组织性能影响的研究

研究了用PREP法制造的不同粒度范围的FGH95合金粉末的物理特征及其HIP成形件的组织性能。结果表明 ,使用 5 0～ 10 0 μm和 5 0～ 15 0 μm粒度范围的粉末是降低成本、简化工序、保证产品质量的最佳选择。

Ni_3Al基合金及其复合材料在劣质煤燃烧环境下抗硫腐蚀及抗氧化性能研究

研究了金属间化合物Ni3 Al基合金的抗氧化、抗硫化性能 .结果表明 ,Ni3 Al基合金在劣质煤燃烧的高温环境下 ,具有良好的抗硫腐蚀性能 ,是耐热钢 2 5 2 0合金的 3.6倍 ,是一种极具应用前景的高温耐硫蚀新材料 .

K4202镍基铸造高温合金的组织研究

系统研究K4202镍基铸造高温合金的组织。研究表明,K4202合金在热处理后合金的组织为:在γ基体上分散着沉淀强化相γ,′晶界有少量的M23C6碳化物,主要沿晶界呈链状析出,晶内有块状的MC型碳化物,同时由于合金成分中含有一定量的B,因此在枝晶间边上也有少量的硼化物(M3B2)存在。通过1170℃×4h固溶+840℃×10h时效处理后,γ′相数量达到10%左右。

镍基高温合金粉末筛分工艺的研究

介绍了粉末筛分设备及其主要工艺参数 。

Ti-22Al-20Nb-7Ta合金的显微组织和力学性能研究

研究了Ｔｉ－２２Ａｌ－２０Ｎｂ－７Ｔａ合金的显微组织和力学性能，为优化合金的塑性（特别是室温塑性）和强度，采用了多种热机械处理（ＴＭＰ）工艺．结果表明，合金显微组织与热机械处理工艺密切相关．通过热机械处理可有效地控制合金中α_２，Ｏ和Ｂ２相的形貌，分布状况及相对含量．进而获得了具有高的室温及高温屈服强度和优良塑性的Ｏ相合金，在（α_２＋Ｂ２＋Ｏ）和（Ｏ＋Ｂ２）相区热变形及在（Ｏ＋Ｂ２）相区的固溶和时效处理获得的三相复合显微组织具有最佳的力学性能．Ｔｉ－２２Ａｌ－２０Ｎｂ－７Ｔａ合金的室温屈服强度σ０．２达１２００ＭＰａ，延伸率达９．８％，６５０℃ 下σ０．２亦达９７０ＭＰａ，延伸率达１４％。

Ti-22Al-25Nb合金热变形行为研究

在温度940～1000℃、应变速率10-2～50s-1、最大变形程度50%条件下利用Gleeble-1500型热模拟试验机对Ti-22Al-25Nb合金的高温流动应力变化规律进行了研究,分析了热变形参数对流动应力的影响规律,并利用Zener-Hollomon参数建立了该合金的本构关系。试验结果表明,应变速率的降低或温度的升高都会使合金的流动应力降低;变形过程中产生的流动软化现象与温升效应和组织变化有关;高应变速率(≥10s-1)条件下发生的应力不连续屈服现象与晶界突然增殖大量可动位错有关,与固溶原子的钉扎无关。

镍基单晶高温合金CMSX-2原始树枝状晶中γ'相的定向粗化

在760－1050℃和750－140MPa范围内，选择不同温度和应力的配合对CMSX－2合金进行持久拉伸至断裂，观察了试件原始树枝状晶各区域（枝晶干、枝晶臂及枝晶间）中γ’相的定向粗化及合金元素的分布特征结果表明，γ’的走向粗化程度在枝晶干内最大，在枝晶臂内次之，在枝晶间最小.在所有这些区域中，试验温度较高者的γ’定向粗化程度较大；各试件在持久试验后，γ形成元素W，Cr和Co，γ’形成元素Al和Ta，在原始树枝状晶结构中呈一定规律分布，分析了合金元素再分布对γ’定向粗化的贡献，试验温度、应力和时间与元素分布比的关系。

薄壁复杂扩压器部件熔模精密铸造工艺研究

扩压器部件为某型号航空发动机的核心部件,采用ZG1Cr11Ni2WMoV合金无余量精密铸造工艺铸造而成。该部件由内环、外环和空心支板三部分组成,最大直径Φ350 mm,整体壁厚2 mm。通过采用模具分体压制,精密夹具组合定位,熔模拼装组合成型的工艺方案,很好地解决了扩压器部件熔模的成型问题,并简化了模具结构,降低了模具制造成本,铸件尺寸精度可达到CT4级要求。设计采用顶注-侧注相结合的浇注系统,并通过改变局部壁厚,改善凝固条件有效地解决了疏松和缩裂问题。采用较高的型壳温度和适中的浇注温度,浇注出的铸件冶金质量优良,很好地满足了设计和使用要求。

高温合金精密铸造工艺技术的发展

自20世纪40年代铸造高温合金问世以来,随着燃气涡轮发动机的研制,铸造高温合金精铸工艺得到了迅速的发展,经历了许多重要的发展里程。对高温合金的精密铸造工艺发展作了回顾和总结,对其未来作了展望。

复杂精密铸件快速成型工艺研究

以高强马氏体不锈钢铸件为例，介绍了利用CA（Computer Aided）精密铸造工艺中原型快速成型技术。试验对比分析了的几种成型材料烧结特性、适用范围，讨论了RP（rapid prototyping）烧结、后处理工艺对熔模和铸件尺寸精度和表面质量的影响。结果表明，适当的材料和工艺控制，可以得到质量良好的结构部件。试制的马氏体不锈钢铸件，尺寸精度可迭CT5-7级，表面粗糙度迭Ra3-13pm。

定向凝固镍基DZ792及DZ792G合金的高温热腐蚀行为

采用涂盐法研究了DZ792与DZ792G合金涂覆75％Na2SO4＋25％NaCl混合盐后在900℃下的热腐蚀行为与机理．结果表明，900℃涂盐腐蚀条件下DZ792与DZ792G合金的热腐蚀机制为“酸／碱盐溶一内硫化氧化”．DZ792G合金在热腐蚀70～150h，腐蚀机制由碱性盐溶机制转化为酸性盐溶机制，最终导致灾难性腐蚀．DZ792G合金因具有较高的Ti含量，合金表面氧化膜的外侧形成富Ti氧化物层，TiO2与熔盐反应消耗其中的O。，促进热腐蚀由碱性向酸性盐溶机制转变．而DZ792合金Ti含量较低，TiO2层在氧化膜内侧形成，外侧少量Ti氧化物形成稳定的NiTiO3尖晶石层．DZ792合金氧化膜外侧的富Cr2O3层与熔盐直接反应，抑制了热腐蚀反应，因而具有优异的抗热腐蚀能力．

一种铬基高温合金的组织及其时效处理细化

铬基合金耐热腐蚀性强、比重小、熔点高,是一种极有前途的轻比重高温材料.本文根据Cr-Ni相图的特点,对一种含Ni40%wt的铬基高温合金的组织及其高温时效处理细化进行了研究.合金在1300℃保温4h水冷固溶处理后获得了一种富Ni相与富Cr相呈分立晶粒的过饱和双相固溶组织,其后分别在1080℃和1000℃4h时效.采用金相显微镜和扫描电镜配合特征X射线能谱分析合金显微组织.结果表明合金在职1000℃时效条件下能获得一种由高密度微米级析出相和被分割为微米级基体相组成的复相组织.试验观察还显示:固溶态初始两相晶粒之间在高温时效中发生过饱和溶质互扩散,消耗各自过饱和度,使析出相量减少,并造成两相晶界上无析出带的存在.

Ti-22Al-25Nb合金环形件成形工艺与组织性能关系

研究了Ti-22Al-25Nb合金环形件的制备工艺和组织性能关系。结果表明:Ti-22Al-25Nb合金增加棒材改锻的次数可提高组织均匀性,细化晶粒,从而显著提高合金的室温塑性。对棒材在α2+B2+O三相区(970℃)和α2+B2两相区(1050℃)轧制可分别获得双态组织和板条组织的环形件。两种组织的室温抗拉强度均在1100 MPa以上,室温伸长率在6.5%以上。两种组织相比,双态组织具有更高的强度,而板条组织的塑性更好。根据试验结果,Ti-22Al-25Nb合金在生产应用时,棒材的锻造镦拔次数应不低于8次,环形件轧制应选择在α2+B2两相区(1050℃)。

碳对GH4199合金组织及拉伸性能的影响

采用金相显微镜和扫描电镜研究了不同碳含量的GH4 1 99合金的显微组织 ,采用拉伸实验测定了合金的室温拉伸性能 ,研究了碳含量对显微组织及拉伸性能的影响 .结果表明 ,调整碳含量明显改变合金的晶粒度及碳化物的形状和类型 ,影响合金的室温拉伸性能 ;合适的碳含量可以阻止晶粒度长大 ,并且形成类球状的碳化物 ,有利于合金的强度。

β锻造Ti-22Al-25Nb合金的组织转变与拉伸性能

采用SEM等方法观察经β相区温度锻造的Ti-22Al-25Nb合金在β相转变点以下不同热处理过程中的微观组织转变,测试所得组织状态下的合金拉伸性能。对该合金的微观组织转变规律以及与拉伸性能的关系和机理进行分析。结果表明,在固溶处理过程中,组织中原有的α2相颗粒和O相板条因溶解而减少,B2相基体含量相应增大;固溶处理温度升高可加剧各相含量的变化趋势,并在这一过程中伴随着B2相的再结晶且α2相和O相的存在对B2相的再结晶有限制作用;在时效过程中,O相以细小二次板条形式从B2相基体中析出,或在残留的α2相颗粒周边以块状形式生成。该合金经不同固溶+时效处理后均具有良好的室温及高温拉伸性能;且因固溶温度升高造成细小O相二次板条含量增多而使合金呈强度升高、塑性下降的趋势,其中以1000℃固溶+800℃时效处理的状态具有强度和塑性的最佳匹配。

薄壁调节片熔模铸造缺陷的控制

某航空发动机用调节片采用熔模精密铸造方法生产。调节片轮廓尺寸200 mm×170 mm,铸件平均厚度1.0 mm。调节片在铸造过程中极易产生铸造裂纹和疏松缺陷,冶金质量控制难度极大。针对以上问题并结合计算机模拟结果,对铸件浇注系统、型壳的焙烧温度、铸件的浇注温度进行改进,最终有效控制了铸造缺陷,提高了产品合格率。

喷丸处理对TiAl合金拉伸性能的影响

采用氧化锆颗粒在不同喷射压强下对成分为Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr(%,原子分数)的铸造TiAl合金进行喷丸处理实验,分析试样表面状态变化及其对室温拉伸性能的影响,结果表明,喷丸处理增加了表面粗糙度,改变了试样的表面形貌,使表面损伤痕迹的大小和方向均发生变化,且在试样的表面形成残余压应力,这些表面性质的改变程度均随喷射压强的提高而增大;喷丸试样的抗拉强度因表面压应力的存在而有所提高,但由于表面损伤和表面压应力的综合作用,其室温拉伸塑性在1×105Pa喷射压强下增加,而在2×105Pa和2.5×105Pa的喷射压强下回落到原拉伸塑性水平。

一种不锈钢喷管铸件的熔模精密铸造工艺

起动喷管为某型号涡扇发动机启动时的关键部件,采用铬-镍奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti整体精密铸造而成。铸件结构具有空间性,并且内部为空心管道,喷口的角度和位置限定严格,因而必须采用陶芯成形和合理的浇注工艺,避免疏松、裂纹等缺陷。同时陶芯必须具有良好的性能,避免铸件产生气孔和脱芯困难现象。形状控制方面采用独特的组合测具来进行铸件的形状检测和冷矫形。通过铸造工艺的优化,保证了冶金质量,提高了铸件合格率。

超温处理对热等静压FGH96合金PPB及主要力学性能的影响

研究了超温对热等静压FGH96合金原始颗粒边界(PPB)、拉伸性能及冲击性能的影响,并分析了力学性能试样的宏观和微观断口特征。分析发现,超温后FGH96合金中的PPB会有所增加,且随着超温温度的提高,增加得更为明显;相同超温温度下,超温时间对PPB的影响不明显。超温后热等静压FGH96合金的拉伸强度有所降低,而拉伸塑性和冲击韧性略有提高,拉伸断口和冲击断口沿PPB开裂的特征更加明显。

In718合金锤击锻造过程中的本构方程

采用对复杂的多道次变形的应力－应变曲线进行简化的新思路，建立了能反映Ｉｎ７１８合金高应变速率锤击锻造过程中的应变、变形速率、变形温度、变形这次与间隙时间等参数间综合影响的本构方程．借助有限元计算方法实现了工业涡轮盘高应变速率锤击锻造过程的数值模拟．